Bài 21. Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

Bộ Giáo dục và Đào tạo - Dự án Phát triển Giáo dục THPT
Mở bài
Viên bi lăn: Viên bi lăn
Bắt bu lông: Bắt bu lông
Nhảy cầu: Nhảy cầu
Q/đạo van x/đạp: Quỹ đạo van xe đạp
I. CĐ tịnh tiến
1. Định nghĩa : 1. Định nghĩa
Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là chuyển động trong đó đường nối hai điểm bất kỳ của vật luôn song song với chính nó. CĐ của cửa kéo: Chuyển động của cửa kéo
CĐ của bè: Chuyển động của bè trên sông phẳng
CĐ của đu quay: Chuyển động của đu quay
CĐ của pêđan: Chuyển động của pêđan xe đạp
2. Gia tốc CĐTT: 2. Gia tốc của chuyển động tịnh tiến
Áp dụng định luật II Niu-tơn để tính gia tốc của vật: latex(veca = vecF/m) hay latex(vecF = m.veca * Trong trường hợp vật chuyển động tịnh tiến thẳng, ta nên chọn hệ trục toạ độ Đề-các, có trục Ox cùng hướng với chuyển động, chiếu phương trình vectơ Latex(vecF = m.veca) lên trục toạ độ đó. Chiếu lên Ox: Latex(F_(1X) + F_(2X) + ... = ma) * Trong nhiều trường hợp ta cần chiếu cả lên Oy. Chiếu lên Oy: Latex(F_(1Y) + F_(2Y) + ... = ma) Ví dụ: Ví dụ
Ta có: latex(vecF = m.veca) Chiếu lên Ox: Latex(- F_1 + F_2 + ... = ma) Nên Latex(a = (F_2 - F_1)/m = (40 - 50)/(2) = -5) m/latex(s^2) II. CĐ quay
1. Đặc điểm: 1. Đặc điểm của chuyển động quay. Tốc độ góc
Mọi điểm của vật rắn đều có chung một tốc độ góc gọi là tốc độ góc của vật. Góc quay được trong một đơn vị thời gian gọi là tốc độ góc. 2. T/dụng momen: 2. Tác dụng của momen lực đối với một vật quay quanh một trục
a/ Thí nghiệm: a/ Thí nghiệm
Thí nghiệm Giống nhau: Hai quả nặng giống nhau
C2: Có những lực nào tác dụng lên bánh ròng rọc? Tại sao ròng rọc đứng yên? : Hai quả nặng giống nhau
Khác nhau: Hai quả nặng khác nhau
b/ Giải thích: b/ Giải thích
Vì Latex(P_1 > P_2) nên latex(T_1 > T_2) Chọn chiều quay của bánh ròng rọc là chiều dương thì: M = latex((T_1 - T_2).R != 0) Momen này làm cho ròng rọc quay nhanh dần. Momen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật. 3. Mức quán tính: 3. Mức quán tính trong chuyển động quay
a/ Thí nghiệm 1: a/ Thí nghiệm 1
Quan sát thí nghiệm và cho biết mức quán tính phụ thuộc vào yếu tố nào? b/ Thí nghiệm 2: b/ Thí nghiệm 2
c/ Kết luận: c/ Kết luận
Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào khối lượng của vật và sự phân bố khối lượng đó đối với trục quay. III. Vận dụng
Bài 1: Bài 1
Một vật đang quay không ma sát quanh một trục với tốc độ góc là 6,28 rad/s. Nếu bỗng nhiên momen lực tác dụng lên nó mất đi thì:
A. Vật dừng lại ngay.
B. Vật đổi chiều quay.
C. Vật quay đều với tốc độ góc là 6,28 rad/s.
D. Vật quay chậm dần rồi dừng lại.
Bài 2: Bài 2
Mức quán tính của một vật quay quanh một trục không phụ thuộc vào:
A. Khối lượng của vật.
B. Hình dạng và kích thước của vật.
C. Tốc độ góc của vật.
D. Vị trí của trục quay.
Bài 3: Bài 3
Một xe ca có khối lượng 1250 kg dùng để kéo một xe moóc có khối lượng 325 kg. Cả hai xe cùng chuyển động với gia tốc 2,15 m/latex(s^2). Bỏ qua chuyển động quay của các bánh xe. Hãy xác định: a/ Hợp lực tác dụng lên xe ca. b/ Hợp lực tác dụng lên xe moóc. Hướng dẫn: Ta có: latex(F_(hl) = ma a/ latex(F_(hl1) = 1250.2,15 (N)) b/ latex(F_(hl2) = 325.2,15 (N)) Kết luận
Kết luận: Kết luận
Điền các từ còn thiếu vào chỗ trống để được các kết luận đúng.
- Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là chuyển động trong đó đường nối hai điểm bất kì của vật luôn ||song song|| với chính nó. - Gia tốc của chuyển động tịnh tiến được xác định bằng định luật II Niu-tơn: ||latex(veca = (vecF)/m) hay latex(vecF = mveca)|| trong đó latex(vecF = vec(F_1) + vec(F_2) + vec(F_3) + ...) là hợp lực tác dụng lên vật, m là khối lượng của nó. - Momen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi ||tốc độ góc|| của vật. - Mọi vật quay quanh một trục đều có mức quán tính. Mức quán tính của vật ||càng lớn|| thì vật càng khó thay đổi tốc độ góc và ngược lại. - Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào ||khối lượng|| của vật và ||sự phân bố khối lượng đó|| với trục quay